La clave para una nueva terapia celular para la diabetes podría estar en el estómago, de acuerdo con los resultados de un nuevo estudio. Los investigadores han utilizado células del estómago para crear «mini-órganos» que producen la insulina cuando se trasplantan en ratones.
En los EE.UU., alrededor de 29.1 millones de personas tienen diabetes. De éstos, alrededor de 1.25 millones tienen diabetes tipo 1, donde la destrucción de las células beta en el páncreas detiene la producción de insulina, que conduce a la inadecuada regulación de los niveles de glucosa en la sangre.
En un intento por encontrar una cura para la enfermedad, los investigadores han pasado años buscando formas de reemplazar estas células beta productoras de insulina.
En la búsqueda de soluciones, por ejemplo, un estudio en el que los investigadores re-programaron células de los conductos pancreáticos derivados (HDDCs) a comportarse como células beta y producir y secretar insulina.
Pero este último estudio – publicado en la revista Cell Stem Cell – sugiere que las células de la parte inferior del estómago, conocidas como la región del píloro, muestran el mayor potencial para ser re-programado para que actúen como células beta.
Células del estómago reprogramadas normaliza niveles de glucosa en ratones
El autor principal del estudio, Qiao Zhou, del Departamento de Biología de Células Madre y Regenerativas de la Universidad de Harvard, en Boston, MA, y sus colegas, diseñaron modelos de ratones genéticamente, para expresar tres genes que tienen la capacidad de convertir las células en células beta.
Esto permitió al equipo determinar qué células en los ratones eran más propensas a tener un potencial como productoras de insulina.
«Buscamos por todas partes, desde la nariz hasta la cola del ratón», dice Zhou. «Hemos descubierto, sorprendentemente, que algunas de las células en la región del píloro del estómago son las más susceptibles a la conversión a células beta. Este tejido parece ser el mejor material de partida.»
La región píloro es el área que une el estómago al intestino delgado.
Los investigadores explican que cuando las células re-programadas diferentes, empezaban a comportarse como células beta, las células píloro tenían la respuesta más fuerte a los niveles de glucosa en sangre en los ratones, la producción de insulina con el fin de llevar sus niveles de glucosa a volver a la normalidad.
Para probar la eficacia de estas células, los investigadores destruyeron las células beta de dos grupos de modelos de diabetes de ratón. Un grupo tuvo sus células píloro re-programadas para actuar como células beta, mientras que un grupo de control no se sometió a la re-programación celular píloro.
Mientras que los ratones del grupo de control murieron a las 8 semanas, los que tenían sus células re-programadas píloro mantuvieron sus niveles de insulina y glucosa para todo el período de seguimiento, que fue de hasta 6 meses. Esto sugiere que las células re-programadas píloro fueron compensadas por la falta de células beta.
Preguntaron por qué las células píloro parecen ser las mejores células para convertir la producción de insulina, y Zhou respondió: «A partir de nuestros estudios moleculares y fisiológicos, las células beta píloro derivadas parecen asemejarse más estrechamente a las células beta nativas en el páncreas y, por lo tanto, puede hacer un mejor trabajo en la regulación de la glucosa en sangre».
El equipo señala que no es otro beneficio de usar células de la región del píloro: las células madre en esta área se renuevan periódicamente. Explican que, cuando el primer conjunto de células re-programadas fueron destruidas en los ratones, las células madre píloro se regeneraron.
«En varios estados de enfermedad, usted tiene una pérdida constante de las células beta,» dice Zhou. «Ofrecemos, en principio, una ventaja para reponerlas.»
Mini-estómagos compensados por la falta de células beta
Zhou explica que en el estudio, los ratones fueron diseñados para expresar tres genes que tienen la capacidad de re-programar las células a las células beta, pero esta técnica no sería factible en los seres humanos.
Para hacer frente a este problema y allanar el camino para una potencial terapia clínica, los investigadores extrajeron parte del tejido del estómago de los ratones y se dirigen las células de los tejidos en un laboratorio para expresar factores que llevarían a la conversión de las células del estómago a las células beta.
Luego, el equipo convenció a las células re-programadas para formar una mini-estómago que mide alrededor de 0,5-1 cm de diámetro, antes de trasplantar estos órganos minúsculos en las membranas de las cavidades abdominales de los ratones.
Luego, los investigadores destruyen las células beta de los ratones con el fin de ver si el mini estómago se haría cargo de su puesto de trabajo.
Ellos encontraron que para cinco de los 22 ratones que fueron trasplantados con los mini-estómagos, sus niveles de glucosa en sangre permanecieron normales. El equipo dice que esta es la tasa de éxito que esperaban ver.
«Cuando se pone esto juntos, básicamente se está haciendo que las células madre obtenidas, se auto-organizen en un órgano de una matriz», explica Zhou. «La limitación es todo acerca de si el tejido trasplantado se puede reorganizarse con éxito con las capas adecuadas.»
Mini-estómagos: un tratamiento viable para pacientes con diabetes?
Si bien hay un largo camino por recorrer antes del trasplante de que los mini estómago se conviertan en una opción para los pacientes con diabetes, Zhou cree que su estudio sugiere que es factible:
«Lo que es potencialmente muy importante de este enfoque es que se puede realizar una biopsia de una persona individual, crecer las células in vitro y re-programar a las células beta, y luego trasplantarlas para crear una terapia específica del paciente. Eso es lo que estamos trabajando ahora. Estamos muy emocionados «.
De hecho, Zhou dice que el equipo ya ha desarrollado mini-estómagos humanos que pueden producir insulina. «Ahora ellos están probando en modelos de ratón,» dijo. «Nuestro objetivo es generar células beta específicas para cada paciente a partir de estas muestras y trasplantarlas de nuevo.»
Pero serán estos mini-estómagos los que ofrecerán una cura para la diabetes? «Creo que nuestro método allana el camino para un nuevo enfoque de la terapia celular para el tratamiento de la diabetes con seguridad», Zhou dijo. «Una cura para la diabetes requerirá un enfoque más múltiple. No hay un tratamiento único, en mi opinión, que se pueda curar completamente la diabetes.»
El mes pasado, Medical Press ha informado sobre el desarrollo de una estrategia de tratamiento prometedor para los pacientes con diabetes tipo 1 en la forma de las células del páncreas encapsuladas.
Datos básicos sobre la diabetes:
- De los 29.1 millones de personas que se cree que tienen la diabetes en los EE.UU., alrededor de 8.1 millones están sin diagnosticar;
- Alrededor de 1.4 millones de estadounidenses son diagnosticados con diabetes cada año;
- La diabetes tipo 2 es la forma más común, lo que representa alrededor del 90-95% de todos los casos.
